专利名称：用于旋挖桩孔的积土止落装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种用于旋挖桩孔的积土止落装置，属于建筑物的基础桩构件领域。
背景技术：
在公路、铁路、桥梁和大型建筑的基础桩施工过程中，基桩施工方法从传统的人工挖掘到机械的旋挖桩施工，经历了不断技术创新的过程。传统桩孔采用人工挖掘，在人工挖孔桩的底部扩大直径，称为人工挖孔扩底桩，这类桩由于其受力性能可靠，不需大型机具设备，施工操作工艺简单，可直接检查桩底岩土层情况，单桩承载力高，无环境污染，所以在各地应用较为普遍。但是，该类桩孔存在如下不足:挖孔中劳动强度较大，单桩施工速度较慢，尤其是安全性较差，容易出现塌方等险情，当土层中可能有腐殖质物产生的气体逸散到孔中时，桩孔底部还会沉积大量有毒气体，给施工安全带来安全隐患。进一步，为了克服上述不足，旋挖桩技术得到广泛运用，所谓旋挖桩，即由旋挖钻机施工的桩型，全称旋挖钻孔灌注桩，工程上简称旋挖桩，由于使用机械作业，对工人人数要求不高，可节省很大的人工费用，故广泛应用于公路、铁路、桥梁和大型建筑的基础桩施工。采用旋挖钻机成孔，首先是通过底部带有活门的桶式钻头回转破碎岩土，并直接将其装入钻斗内，然后再由钻机提升装置和伸缩钻杆将钻斗提出孔外卸土，这样循环往复，不断地取土卸土，直至钻至设计深度。对于松散易坍塌地层，或有地下水分布，孔壁不稳定，必须采用静态泥浆护壁钻进工艺，向孔内投入护壁泥浆或稳定液进行护壁。但是，现有旋挖桩技术存在如下弊端(尤其是旋挖桩孔上部为松土层，下部为岩石层):其一，当桩孔上层具有回填土等松土层时，在旋挖桩孔中进行混凝土浇筑时，随着浇筑过程中的震动，松土层中的部分会掉入混凝土桩体中，给桩的质量带来隐患；其二，无法清除旋挖桩底部的软层，使之达到工程标准(桩孔底部软层厚度小于5cm)。
·[0005]结合旋挖桩存在的弊端，本发明人提出了较佳的解决方案，即:在旋挖桩孔成型后，在底部设置钢筋笼，钢筋笼的长度小于岩石层的厚度，钢筋笼上部设置若干钢筋砼管，但是，该方案不能防止旋挖桩孔上部松土层的松土掉进桩孔底部。
实用新型内容针对现有技术存在的上述弊端，本实用新型解决旋挖粧技术中，旋挖粧孔中的上部松土层松土容易掉入旋挖桩孔底部，对基桩质量造成隐患的问题，提供一种用于旋挖桩孔的积土止落装置。为了解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案:一种用于旋挖桩孔的积土止落装置，其配合具有直管段的旋挖桩桩壳结构使用，其特征在于，该积土止落装置为环状结构，所述环状结构的内边附着于旋挖桩桩壳直管段上并与所述直管形状相适应。进一步，所述积土止落装置为环形盘状或环形锥台状结构。进一步，所述积土止落装置为可收折环状结构。[0010]相比现有技术，本实用新型具有如下有益效果:1、本实用新型构思巧妙、设计独特，创新在于配合直管段的旋挖桩桩壳结构使用，通过在旋挖桩桩壳的直管段外壁周向设有环状结构的积土止落装置，所述积土止落装置外边与旋挖桩孔的形状和大小一致，实现装置和孔壁之间的无缝衔接，防止松土的掉落，具有较好的密封性好止土作用。2、所述积土止落装置为环形盘状或环形锥台状结构，其具有较好的适应能力；gp使桩孔有偏心，通过桩壳来修正时，桩壳和孔壁之间的间隙大小不等，本装置仍能适用。3、所述积土止落装置为可收折环状结构，使用灵活方便，在需要的时候，依靠重力或弹簧拉力或高气压，积土止落装置形成隔离带将松土托住，避免旋挖桩孔中上部松土层松土掉入旋挖桩孔底部对基桩质量造成隐患。4、所述积土止落装置设计为环状密封充气袋结构，通过气囊(环状密封充气袋)能实现装置和孔壁之间的无缝衔接，防止土体掉落；并且，通过通过增大气囊的压力，增加摩擦力，从而实现较强的承载能力；具有结构简单，成本低、使用方便的特点。5、所述积土止落装置设计为倒伞状骨架，通过骨架与桩壳可转动连接，具有结构独特，打开方便、承载能力强的特点，解决防止装置积土过多而失效的问题。
图1是本实用新型用于旋挖桩孔的积土止落装置实施例1的结构示意图，该图中弹簧和保险绳内侧连接旋挖桩桩壳直管段的位置为圆箍。图2是本实用 新型用于旋挖桩孔的积土止落装置实施例1的结构示意图，该图中弹簧和保险绳内侧连接旋挖桩桩壳直管段的位置为预埋件。图3是在图1的基础上添加了柔性防护材料的环形托板示意图。图4是本实用新型用于旋挖桩孔的积土止落装置实施例2的断面图，该图中示出了充气袋与直管段连接用的连接带。图5是本实用新型用于旋挖桩孔的积土止落装置实施例2的结构示意图。图6是本实用新型配合的旋挖桩桩壳结构，该结构安装了图1中的积土止落装置。图7是图6中K处放大图。
具体实施方式
为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，
以下结合附图和具体实施方式
对本实用新型作进一步详细阐述。实施例1:(参见图1 一图3)，一种用于旋挖桩孔的积土止落装置，该积土止落装置为环状结构，所述环状结构的内边附着于旋挖桩桩壳直管段上并与所述直管形状相适应，所述积土止落装置为可收折倒伞形结构环状结构，所述环状结构的外边在打开状态与旋挖桩孔的形状和大小一致。所述倒伞形结构为环状托盘，所述托盘周向设于旋挖桩桩壳的直管段外壁，由骨架211和托板212组成，所述托板212周向设于旋挖桩桩壳的直管段外壁，所述骨架211由若干杆状件环形阵列设于环形托板212的下方，对环形托盘212进行支撑，所述骨架211的一端与旋挖桩桩壳的直管段外壁通过可转动连接件连接，另一端与托板212下方固定连接，通过可转动连接件实现托板212打开和收折。其中，所述可转动连接件由安装环、若干铰接件、若干弹簧213和若干保险绳214组成，所述安装环包括从上到下设于旋挖桩桩壳的直管段外壁的第一、第二和第三安装环，所述骨架各杆状件内侧通过所述铰接件与第二安装环铰接，各弹簧设于环状托盘下方，一端与所述骨架各杆状件中部/外侧连接，另一端与第三安装环连接，各保险绳穿设于第一安装环且一端与所述骨架各杆状件中部/外侧连接，另一端设于直管段入口处(另一端设于直管段背离钢筋笼端，保险绳另一端用于人工调节环状托盘打开大小，保险绳长度要足够长，便于旋挖桩桩壳结构沉入桩孔中后，施工人员可操作保险绳上端对积土止落装置进行调节，环状托盘打开大小即环状托盘展开后，用于接住落土的容置空间的大小)。环形托板212为帆布、橡胶或塑料之一的柔性防护材料构成。[0028]具体而言，该积土止落装置呈“倒伞”形式。该装置附于预制直管段上，骨架可采用钢筋、型钢，骨架内侧铰接在直管段上(通过铰接件铰接在第二安装环上，第二安装环固定在直管段外周)，骨架可绕着铰接处上下转动。各根骨架之间铺设柔性防护材料，柔性防护材料具有强度高、柔性好、易折叠、韧性好等特点，如帆布、塑料、橡胶或其他材料等。骨架下方设置若干倾斜布置的弹簧，各弹簧一端(上端)固定于骨架外侧或者中部，另一端(下端)与直管段固接(通过第三安装环与直管段实现固定连接)，弹簧收紧(自然状态)，骨架就连带柔性防护材料一同打开。骨架上方设置若干保险绳，保险绳优选布置方式为保险绳一端(下端)连接于骨架外侧或者中部，保险绳然后呈倾斜状与直管段连接(穿过设置在直管段外周的第二安装环)进一步垂直延伸至直管段入口处，骨架收拢时(此时弹簧处于伸展状态)，保险绳松弛不起作用，骨架打开时，保险绳拉伸张紧，通过调节保险绳的长度，控制骨架打开的范围，同时在侧壁塌孔或回填土时，防止骨架受冲击而弯折、断裂而失效。弹簧和保险绳内侧连接直管段的位置可以做一个圆箍(即第一、第二、第三安装环的一种实现方式)，弹簧和保险绳连接在圆箍上，圆箍再套在直管段上，方便积土止落装置单独制作再装配在直管段上；也可以在预制直管段时预留预埋件(即第一、第二、第三安装环的另一种实现方式)，直接将弹簧和保险绳连接在预埋件上。该积土止落装置使用方式如下:预先将骨架连带柔性防护材料打开一根据旋挖孔径和直管段直径，调整弹簧连接的位置使得弹簧长度、拉力和伸长量适当，调整保险绳长度，使得骨架打开和直管段之间的角度适当一将骨架收拢，用绳索或钢丝等绑扎一直管段连带积土止落装置吊装到孔口，积土止落装置已进入孔口时，解除绑扎绳索或钢丝，使得骨架连带柔性防护材料打开，继续将直管段连带积土止落装置下放到孔底；或者直管段连带积土止落装置吊装到达指定深度，再将骨架连带柔性防护材料打开，继续将直管段连带积土止落装置下放到孔底。该实施方式通过骨架与桩壳可转动连接，具有结构独特，打开方便、承载能力强的特点，解决防止装置积土过多而失效的问题；而且使用灵活方便，在需要的时候，依靠重力或弹簧拉力或高气压，积土止落装置形成隔离带将松土托住，避免旋挖桩孔中上部松土层松土掉入旋挖桩孔底部对基桩质量造成隐患。实施例2:(参见图4 一图5)，该积土止落装置也是可收折环状结构，积土止落装置2包括环状密封充气袋221，所述环状密封充气袋221在充气状态与旋挖桩孔的形状和大小一致。该充气袋内侧与直管段连接(充气袋内周与预设于直管段外周的连接带连接，该连接带为圆箍，如铁圈)，所述充气袋设有高压气嘴，高压气嘴通过高压气管222配合气泵往环状密封充气袋充气。具体而言，该装置用密闭充气袋制作，密闭充气袋安置于直管段上，与直管段牢固连接。当充气袋充满高压空气膨胀后，填塞直管段外壁和孔壁之间的空隙，通过充气袋和孔壁之间的摩擦力防止孔壁塌落和回填土的掉入孔底形成沉渣。充气袋中气压越大，充气袋和孔壁以及充气袋和直管段外壁间的压力约大，防止土体下落的摩擦力越大；充气袋越大，充气袋和孔壁以及充气袋和直管段外壁间的接触面积约大，摩擦力约大。该积土止落装置具体使用方式如下:充气袋连同高压气管预先固定在直管段上一将直管段连同充气袋一起吊装到位一然后通过高压气管向充气袋内填充高压空气一待充气袋充气压达到一定压力并且充满了直管段外壁和孔壁之间的空隙后，拔除高压气管一积土止落装置起作用。本实施方式通过气囊(环状密封充气袋)能实现装置和孔壁之间的无缝衔接，防止土体掉落；并且，通过通过增大气囊的压力，增加摩擦力，从而实现较强的承载能力；具有结构简单，成本低、使用方便的特点。实施例3:(省略附图)一种用于旋挖桩孔的积土止落装置，为周向设于旋挖桩桩壳直管段外壁的环形盘状或环形锥台状，为不可收折的环状结构，即环形盘状或环形锥台状直接套设在直管段上，在使用时直接附着于旋挖桩桩壳结构沉入旋挖桩孔，起到对落土止落的作用。本实用新型所述用于旋挖桩孔的积土止落装置，其配合具有直管段的旋挖桩桩壳结构使用，也可以在直管段I下端布置一层、二层或三层环状积土止落装置。当旋挖桩桩壳结构直管段布置有积土止落装置后，直管段沉入旋挖桩孔时，积土止落装置承接从直管段外侧往下落入桩孔内的松散土体和杂质，并保持桩壳稳定，故该装置外周是搭接于岩石层之上，当旋挖桩孔上部松土层掉落的松土往下掉时直接掉入积土止落装置处积聚，不会进一步掉入旋挖桩孔底部，进一步，在往直管段中浇筑砼体时，由于直管段的保护，松土不会掉入成型桩中。本实用新型积土止落装置中，所述环状结构的内边附着于旋挖桩桩壳直管段上并与所述直管形状相适应，外边在打开状态与旋挖桩孔的形状和大小一致；即:环状结构的内周与直管段的形状匹配，即直管段为圆形时，环状结构的内周也呈圆形，当直管段的内周呈方形时，环状结构的内周也呈方形，当直管段的内周为其他多边形时，环状结构的内周与其匹配设置，也呈多边形；同理，当旋挖桩孔呈圆形时，环状结构的外周也呈圆形，当旋挖桩孔呈多边形结构时，环状结构外周与旋挖桩孔形状匹配设置，也呈相应的多边形结构。需要说明的是，本实用新型配合旋挖桩桩壳结构使用，以下介绍旋挖桩桩壳结构。参见图6和图7所示，旋挖桩桩壳结构是沉入旋挖桩孔中起到框架的作用，该旋挖桩桩壳结构包括钢筋笼3,钢筋笼3可米用现有技术中的钢筋笼。在钢筋笼3 —端(上端)布置有由钢筋砼制成的直管段1，直管段I 一端(下端)与钢筋笼3 —端(上端)固接。本实用新型中，直管段I由若干钢筋砼管拼接而成，其具体结构本发明人同时申请了发明专利。各钢筋砼管固接方式采用钢筋砼管中的主筋在管端具有延伸段，相邻管的主筋间通过套接或对接方式连接。其中，岩石层4,松土层5,砂石层6为旋挖桩桩壳结构的使用环境。最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术 方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本 实用新型的权利要求范围当中。
权利要求1.一种用于旋挖桩孔的积土止落装置，其配合具有直管段的旋挖桩桩壳结构使用，其特征在于，该积土止落装置为环状结构，所述环状结构的内边附着于旋挖桩桩壳直管段上并与所述直管形状相适应。
2.根据权利要求1所述的用于旋挖桩孔的积土止落装置，其特征在于，所述环状结构的积土止落装置与旋挖桩桩壳直管段外壁固定连接，为环形盘状或环形锥台状。
3.根据权利要求1所述的用于旋挖桩孔的积土止落装置，其特征在于，所述积土止落装置为可收折环状结构。
4.根据权利要求3所述的用于旋挖桩孔的积土止落装置，其特征在于，所述可收折环状结构为环状密封充气袋，所述环状密封充气袋周向设于旋挖桩桩壳的直管段外壁，充气袋设有高压气嘴。
5.根据权利要求3所述的用于旋挖桩孔的积土止落装置，其特征在于，所述可收折环状结构为倒伞形结 构。
6.根据权利要求5所述的用于旋挖桩孔的积土止落装置，其特征在于，所述倒伞形结构为环状托盘，所述托盘周向设于旋挖桩桩壳的直管段外壁，由骨架和环状托板组成； 所述托板周向设于旋挖桩桩壳的直管段外壁，所述骨架由多个杆状件构成环形阵列设于环形托板的下方，对环形托盘进行支撑；所述杆状件的一端与旋挖桩桩壳的直管段外壁通过可转动连接件连接，另一端与托板下方固定连接，通过可转动连接件实现托板的打开和收折。
7.根据权利要求6所述的用于旋挖桩孔的积土止落装置，其特征在于，所述可转动连接件包括安装环、铰接件、弹簧和保险绳，所述安装环包括从上到下设于旋挖桩桩壳的直管段外壁的第一、第二和第三安装环，所述骨架各杆状件内侧通过所述铰接件与第二安装环铰接；弹簧设于环状托盘下方，弹簧的一端与杆状件中部或外侧连接，另一端与第三安装环连接，保险绳穿设于第一安装环且一端与所述杆状件中部或外侧连接，另一端设于直管段入口处。
8.根据权利要求6所述的用于旋挖桩孔的积土止落装置，其特征在于，所述环形托板为帆布、橡胶或塑料之一的柔性防护材料构成。
专利摘要本实用新型公开一种用于旋挖桩孔的积土止落装置，其配合具有直管段的旋挖桩桩壳结构使用，该积土止落装置为环状结构，所述环状结构的内边附着于旋挖桩桩壳直管段上并与所述直管形状相适应。本实用新型通过在旋挖桩桩壳的直管段外壁周向设有积土止落装置，并形成隔离带将松土托住，避免旋挖桩孔中上部松土层松土掉入旋挖桩孔底部对基桩质量造成隐患；所述积土止落装置内边与旋挖桩桩壳的直管段外壁固连，具有构思巧妙、结构简单、成本低和使用方便等特点。
文档编号E21B27/00GK203114221SQ20132011368
公开日2013年8月7日 申请日期2013年3月13日 优先权日2013年3月13日
发明者李智能, 魏奇科, 王龙, 李青枫 申请人:中冶建工集团有限公司